大型高周波水素負イオン源の開発

大型高频氢负离子源的研制

基本信息

批准号：
06780426
负责人：
竹入康彦
金额：
$ 0.58万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、中性粒子入射加熱(NBI)装置用長寿命大型負イオン源に、高周波放電が適用できることを実証するのが主な目的である。研究によって得られた成果を以下に示す。1.プラズマ中に挿入された誘導型高周波アンテナの最適化を行った結果、1.5×10^<12>cm^<-3>以上の高密度プラズマを効率よく生成することができた。また、負イオン生成に必要なフイルター磁場を強化することにより、高周波プラズマにおける負イオン生成の最適化を行うことができ、単孔から5.5mA(電流密度4.1mA/cm^2)の負イオン電流を得ることができた。これにより、大型高周波水素負イオン源の原理実証を行うことができた。2.アンテナの絶縁保護方式を確立するため、絶縁管及び各種コーティング技術を適用した。その結果、石英ガラス管保護方式により30kWの高周波電力を1秒以上プラズマへ入力させることができ、長時間連続運転への展望が開けた。3.微量のセシウムを高周波放電中に導入することにより、従来のフィラメント・アーク放電方式と同様に、負イオン電流を増加させることができた。以上の結果により、大型高周波負イオン源が長時間運転用NBI装置に適用可能であることが示された。今後はセシウム導入の最適化を図りつつ、多孔ビーム引出し、高エネルギー加速、長時間連続運転等の実用化へ向けた研究を展開する予定である。

本研究的主要目的是证明高频放电可应用于中性粒子注入加热（NBI）设备的长寿命、大型负离子源。研究结果如下所示。 1. 通过对插入等离子体的感应式高频天线进行优化，我们能够高效地产生1.5×10^<12>cm^<-3>以上的高密度等离子体。此外，通过加强负离子产生所需的过滤器磁场，可以优化高频等离子体中负离子的产生，单次负离子电流可达5.5mA（电流密度4.1mA/cm^2）。我能得到的洞由此，我们能够演示大型高频负氢离子源的原理。 2、采用绝缘管和各种涂层技术，建立了天线的绝缘保护方法。结果，石英玻璃管保护系统使30kW的高频功率能够输入等离子体1秒以上，为长期连续运行打开了大门。 3.通过在高频放电中引入少量铯，我们能够增加负离子电流，类似于传统的灯丝电弧放电方法。上述结果表明，大型高频负离子源可应用于NBI设备长期运行。未来，我们计划优化铯的引入，针对多孔光束引出、高能加速、长期连续运行等实际应用进行研究。